JP7431522B2 - 画像形成装置および画像形成システム - Google Patents

Description

本発明は画像形成装置および画像形成システムに関する。

画像形成装置を構成する部材（例：定着フィルム）の特性は画像を形成するごとに少しずつ変化する。これは、部材が少しずつ消耗または劣化するからである。したがって、部材の劣化に応じて部材の制御パラメータが補正される。特許文献１によれば、画像形成装置から出力された画像を読み取ることで、その部材の残り寿命を判定することが提案されている。

特開２０１６－１５３８５５号公報

ところで、画像を形成したときに使用された印刷条件とその画像の読み取り結果（分析結果）とを紐付けて蓄積しておくと、画像形成装置の状態がどのように推移しているかがわかる。したがって、蓄積された情報を参照すれば、画像形成装置の制御パラメータを精度よく求めることができるだろう。また、蓄積された情報は画像形成装置の部材の状態（例：残寿命など）を把握するためにも役立つであろう。そこで、本発明は、画像を形成したときに使用された印刷条件とその画像の読み取り結果（分析結果）とを紐付けて蓄積する画像形成装置または画像形成システムを提供することを目的とする。

本発明は、たとえば、
シートに画像を形成する画像形成手段であって、前記シートに形成されたトナー画像を定着する定着手段を含む画像形成手段と、
前記定着手段を制御する制御手段と、
前記シートを読み取る読取手段と、
前記定着手段によって前記シートに定着された画像を前記読取手段により読み取ることで取得された読取結果を分析して分析結果を出力する分析手段と、
第一時点で前記読取手段により読み取られた前記シートの前記分析結果のデータと前記第一時点で前記読取手段により読み取られた前記シートの印刷条件のデータの組である第一組データと、第二時点で前記読取手段により読み取られた前記シートの前記分析結果のデータと前記第二時点で前記読取手段により読み取られた前記シートの前記印刷条件のデータの組である第二組データと、を蓄積する蓄積手段と、
前記定着手段を制御するために前記第二時点以降に前記制御手段により使用される制御パラメータを、前記蓄積手段に蓄積された前記第一組データと前記第二組データと、前記定着手段の使用状況を参照して演算する演算手段と
を有することを特徴とする画像形成装置を提供する。

本発明によれば、像を形成したときに使用された印刷条件とその画像の読み取り結果（分析結果）とを紐付けて蓄積する画像形成装置または画像形成システムを提供することができる。

画像形成装置を説明する図 定着器を説明する図 コントローラを説明する図 稼働量と温度上昇度との関係を示す図 稼働量、温度上昇度および摩耗量の関係を示す図 稼働量または温度上昇度とオフセット濃度との関係を示す図 テスト画像と蓄積データを説明する図 修正方法を示すフローチャート 稼働量、温度上昇度および摩耗量の関係を示す図 情報処理装置を含む画像形成システムを説明する図

以下、添付図面を参照して実施形態が詳しく説明される。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでするものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一または同様の構成に同一の参照番号が付され、重複した説明は省略される。

［実施例１］
＜画像形成装置＞
図１は多色画像を形成する電子写真方式の画像形成装置１００を示している。プロセスステーション（プロセスカートリッジ）５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋは画像形成装置１００に対して着脱可能であり、画像形成部２５の主要部である。四個のプロセスステーション５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋの構造はいずれも同一であるが、トナーの色が異なる。参照符号の末尾に付与されているＹＭＣＫはトナーの色であるイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを示している。特定のプロセスステーションの説明を行う場合を除き、以下、ＹＭＣＫの文字は省略される。トナー容器２３はトナーを保持する容器である。感光ドラム１は静電潜像やトナー画像を担持する像担持体である。帯電ローラ２は感光ドラム１の表面を一様に帯電させる。露光装置７は入力された画像データに応じてレーザ光を感光ドラム１の表面上で走査し、感光ドラム１の表面上に画像データに対応した静電潜像を形成する。現像ローラ３は、トナー容器２３に保持されているトナーを静電潜像に付着させることで静電潜像を現像し、トナー画像を形成する。一次転写ローラ６は、感光ドラム１に担持されているトナー画像を中間転写ベルト８に転写する。中間転写ベルト８は駆動ローラ９と対向ローラ１０とに張架されており、駆動ローラ９によって矢印Ａの方向に回転する。中間転写ベルト８が回転することで、対向ローラ１０も従動して回転する。クリーニングブレード４は、感光ドラム１の表面に残ったトナーを回収容器２４に回収する清掃部材である。

給送装置１２はシートＰを主搬送路ｒ１へ給送する。主搬送路ｒ１は給送カセット１３から反転点ｐ１まで延在する搬送路である。給送装置１２は、基本的に、先行シートと後続シートとの間隔が一定間隔となるようにシートを給送する。これは、プロセスステーション５が先行シートに転写される画像と後続シートに転写する画像とを一定間隔で中間転写ベルト８に形成することに由来する。給送ローラ１４は給送カセット１３に収納されているシートＰを搬送ローラ対１５ａへ送り出す。搬送ローラ対１５ａは、シートＰをレジストローラ対１６へ送り出す。レジストローラ対１６は、中間転写ベルト８によって搬送されるトナー画像が二次転写部Ｔ２に到着するタイミングと、レジストローラ対１６によって搬送されるシートＰが二次転写部Ｔ２に到着するタイミングとが一致するように、シートＰを搬送する。たとえば、コントローラ４０はシートセンサ１７によりシートＰが検知されたタイミングに基づきレジストローラ対１６の回転速度や回転再開時刻を調整する。

二次転写ローラ１１は中間転写ベルト８に担持されているトナー画像をシートＰに転写する。二次転写ローラ１１と中間転写ベルト８は二次転写部Ｔ２を形成している。クリーニングブレード４Ｘは、二次転写が終了した後に中間転写ベルト８の表面に残留したトナーを回収容器２４Ｘへ回収する清掃部材である。中間転写ベルト８と二次転写ローラ１１によって挟持されたシートＰは定着器１８に送り込まれる。定着器１８は、シートＰおよびトナー画像を加熱および加圧することによりトナー画像をシートＰに定着させる。画像形成の完了したシートＰは、フラッパ５０によって、主搬送路ｒ１から排出ローラ対２０へ誘導される。排出ローラ対２０はシートＰを排出トレイへ排出する。

シートＰの第二面に画像を形成する場合、コントローラ４０は排出ローラ対２０を逆回転させるとともに、フラッパ５０を切り替える。これにより、シートＰの搬送方向が入れ替われることで、シートＰの表裏が入れ替われる。フラッパ５０は、シートＰを副搬送路ｒ２へ誘導する。副搬送路ｒ２は反転点ｐ１から合流点ｐ２まで存在する搬送路である。副搬送路ｒ２においてシートＰは搬送ローラ対１５ｂ、１５ｃにより搬送される。主搬送路ｒ１において合流点ｐ２は、レジストローラ対１６よりも上流側に設けられている。このようにしてシートＰは再びレジストローラ対１６に渡される。レジストローラ対１６により搬送タイミングを調整されたシートＰは二次転写部Ｔ２に搬送される。シートＰの第二面が中間転写ベルト８に接触することで、第二面にトナー画像が転写される。定着器１８はシートＰの第二面にトナー画像を定着させる。フラッパ５０は両面プリントの完了したシートＰを排出ローラ対２０へ誘導する。これにより、両面に画像が形成されたシートＰが排出トレイに排出される。なお、副搬送路ｒ２にはシートＰの表面を読み取る画像センサ６０が設けられている。

＜定着装置＞
図２が示すように、定着器１８は、定着フィルム３１と、加圧ローラ３２と、ヒータ３３と、ヒータホルダ３４と、加圧ステー３５と、入り口ガイド３６とを有する。定着フィルム３１は、エンドレスのフィルム状に形成された部材であり、基層２１１、弾性層２１２および表層２１３を重ねることで形成されている。弾性層２１２は、定着性の向上や光沢度の均一化のために、シリコーンゴムなどの耐熱性を有する弾性材料で構成される。表層２１３は、シートＰの分離性を向上し、かつ、トナー画像Ｔのオフセットを抑制するために、離型性の良い材料（例：耐熱性を有するフッ素樹脂など）で構成される。表層２１３の厚みは、累積される画像形成枚数に応じて、減少していく。そのため、表層２１３の厚みは、定着器１８の想定寿命に応じて設計される。加圧ローラ３２は、芯軸部２２１と、少なくとも一層以上の弾性層２２２と、表層２２３とを有する。弾性層２２２は、定着ニップ部Ｎｐの幅を確保するために、耐熱性を有する弾性材料（例：シリコーンゴム、フッ素ゴムなど）で構成される。表層２２３は、トナーや紙粉による汚れを防止するために、耐熱性を有する離型性の良い材料（例：フッ素樹脂）で構成される。

ヒータ３３は、定着フィルム３１の内周面と接触しながら定着フィルム３１を急速加熱する板状発熱体である。サーミスタ２３１はヒータ３３の温度を検知する。サーミスタ２３１はヒータ３３を保持する基板の裏面に当接している。サーミスタ２３１の検知信号に基づいてヒータ３３の温度が所定の目標温度になるようにヒータ３３へ供給される電力が制御される。

ヒータホルダ３４はヒータ３３を保持する保持部材である。加圧ステー３５は、剛性を有する部材で構成され、バネなどの加圧部材から受けた加圧力を、ヒータホルダ３４を介して加圧ローラ３２に付与する。この加圧力により、定着フィルム３１と加圧ローラ３２との間に所定幅の定着ニップ部Ｎｐが形成される。

加圧ローラ３２は、モータなどの駆動源によって駆動されて、矢印Ｒ１方向に回転する。定着フィルム３１は、加圧ローラ３２の回転に伴い、矢印Ｒ２方向へ従動して回転する。ヒータ３３の温度が所定の目標温度に制御された状態において、シートＰが入り口ガイド３６に沿って定着ニップ部Ｎｐに案内される。シートＰは、定着フィルム３１と加圧ローラ３２とにより挟持され、矢印Ｄ方向に搬送される。搬送過程において、シートＰには熱と圧力が付与され、トナー画像ＴがシートＰに定着する。

＜コントローラ＞
図３が示すようにコントローラ４０はＣＰＵ３００とメモリ３０１とを有していてもよい。ＣＰＵ３００はメモリ３０１のＲＯＭ領域に記憶された制御プログラムを実行することで様々な機能を実現する。これらの機能の一部またはすべてがＡＳＩＣやＦＰＧＡなどのハードウエア回路により実現されてもよい。ＡＳＩＣは特定用途集積回路の略称である。ＦＰＧＡはフィールドプログラマブルゲートアレイの略称である。メモリ３０１は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ソリッドステートドライブ、およびハードディスクドライブなどの記憶装置を有していてもよい。

定着制御部３０２は、サーミスタ２３１により測定された温度が、目標補正部３０４により決定された目標温度に近づくようにヒータ３３に供給される電力を制御する。読取制御部３０３は、画像センサ６０を制御して、画像センサ６０から読取結果を取得する。読取制御部３０３は、フラッパ５０や排出ローラ対２０を制御してシートＰを副搬送路ｒ２に誘導する。読取制御部３０３は、画像センサ６０を制御し、シートＰに形成されたテスト画像を読み取らせる。目標補正部３０４は、補正量演算部３１１により決定された補正量ＣｉまたはＣｉ'を用いて目標温度を補正し、目標温度を定着制御部３０２に設定する。

分析部３０５は、定着フィルム３１の劣化状態を把握するために、画像センサ６０により取得されたシートＰの読取結果を分析する。たとえば、濃度演算部３０６は、シートＰの読取結果に基づきオフセット濃度Ｄｏｆｆを演算する。オフセット濃度Ｄｏｆｆとは、定着フィルム３１の劣化もしくは消耗の程度、または、補正量Ｃｉを予測もしくは演算するための予測式のずれ量に相関するパラメータである。修正判定部３０７は、オフセット濃度Ｄｏｆｆと閾値Ｄｌｉｍとを比較することで予測式の修正が必要かどうかを判定する。予測式の修正が必要な場合、修正部３０８が、メモリ３０１に蓄積されている画像分析結果と印刷条件を読み出し、予測式を修正する。たとえば、修正部３０８は予測式の係数を求めることで予測式を修正する。

条件取得部３１０は印刷条件などの条件情報を取得してメモリ３０１に格納する。条件情報とは、たとえば、画像形成時の印刷条件、部材の状態情報、画像形成装置１００に設けられた各種センサの検出値、制御パラメータなど、画像形成装置１００が把握可能な情報である。印刷条件は、たとえば、プリントモード（例：モノクロ／カラー）、シートサイズ（例：Ａ４、ＬＴＲ）といった印刷時の画像形成装置１００の設定に関する情報である。部材の状態情報は、たとえば、画像形成装置１００、プロセスステーション５または定着器１８の稼働量（画像形成枚数もしくは稼働時間）など、部材の寿命や使用量に関する情報である。各種センサの検出値としては、たとえば、環境センサにより検出された温度および湿度、メディアセンサにより検出されたシートＰの表面性や厚み、サーミスタ２３１により検出された温度情報、電流検知素子により検出された転写部の電流情報などである。制御パラメータとしては、目標温度の補正量Ｃｉ、転写バイアス、現像バイアス、帯電バイアス、露光量などである。以下では、説明の便宜上、印刷条件は、カウンタ３１２によりカウントされたシート数Ｎｉ（累積値）と、補正量演算部３１１により求められた補正量Ｃｉである。テスト部３１３は、画像形成装置１００を制御してテスト画像をシートＰに形成する。たとえば、テスト部３１３は、テスト画像に対応する画像データを露光装置７に供給する。状態判定部３２０は、蓄積された分析結果と印刷条件とを参照して画像形成装置を構成する部材の状態を判定する。状態判定部３２０は、たとえば、寿命演算部３２５を有していてもよい。寿命演算部３２５は、画像形成装置１００に使用される部材（例：定着器１８）の寿命に関する値（例：残り寿命、全寿命に対する残り寿命の割合）を演算する。

操作部３２１は、ユーザーに情報を提供する表示装置とユーザー指示を受け付ける入力装置とを有する。電源装置３２２は、現像ローラ３に印加する現像バイアスを生成する電源装置である。通信回路３２３は外部装置（例：サーバーなど）と通信する通信回路である。

＜目標温度の補正の目的＞
定着フィルム３１はシートＰやトナー画像Ｔに直接接触して熱を付与する部材であるため、定着フィルム３１の表面温度は適切な目標温度に維持されることが想定されている。定着制御部３０２は、サーミスタ２３１により検知された温度をフィードバックすることでヒータ３３の温度を一定温度に維持できる。しかし、ヒータ３３によって加熱されている定着フィルム３１の温度と、ヒータ３３の温度とは一致しない。これは、定着フィルム３１が熱抵抗を有しており、しかもこの熱抵抗が定着フィルム３１の稼働量（積算摩耗量）に応じて変化するからである。

定着フィルムの表層２１３は、シートＰや紙粉との微視的な摺擦によって摩耗する。その結果、表層２１３における領域であってシートＰと接触する領域の厚みは、稼働量が増加するにつれて減少していく。表層２１３の離型性を確保するために、表層２１３には、フィラーのような熱伝導を向上させる添加剤が少ない。そのため、表層２１３についての単位厚み当たりの熱抵抗は、基層２１１および弾性層２１２のそれと比べて大きい。このため、表層２１３の厚み変化は定着フィルム３１の全体の熱抵抗に大きく影響する。とりわけ、表層２１３の厚みの減少に伴い、定着フィルム３１の熱抵抗が低下していく。

定着フィルム３１の熱抵抗が低下すると、ヒータ３３の温度が一定値に維持されていても、定着フィルム３１の温度が上昇する。その結果、トナー画像Ｔに過剰な熱量が付与され、トナー画像Ｔの一部が定着フィルム３１に付着してしまう。定着フィルム３１に付着したトナーは、定着フィルム３１が一回転した後にシートＰに転写されて定着してしまう。つまり、一回転前の画像が副走査方向（シートＰの搬送方向）にオフセットした位置に形成されてしまう。このような現象はホットオフセットと呼ばれてもよい。ホットオフセットを低減するために、ＣＰＵ３００は、表層２１３の摩耗量を正確に予測し、予測結果に基づきヒータ３３の目標温度を補正する。これにより、定着フィルム３１の温度が所定の目標温度に維持されるようになり、ホットオフセットが低減される。したがって、表層２１３の摩耗量を正確に予測することが補正精度を左右する。

＜目標温度の補正の概要＞
図４は定着フィルム３１の温度上昇量ΔＴと定着フィルム３１の稼働量（定着器１８を通過したシートＰの数Ｎ）との関係を示している。縦軸は温度上昇量Δを示す。横軸はシート数Ｎを示す。温度上昇量ΔＴは、Ｎ＝０のとき（つまり、定着フィルム３１が未使用のとき）の定着フィルム３１の温度を基準とした定着フィルム３１の温度の上昇量を表している。シート数Ｎは、実際に使用されるシートＰのサイズを、ＬＴＲサイズまたはＡ４サイズに換算されてもよい。たとえば、Ａ４サイズよりも長いシートＰは、一枚のＡ４サイズのシートＰよりも、定着フィルム３１を多く削るからである。

図４が示すように、温度上昇量ΔＴとシート数Ｎは線形関係を有しているものと仮定されている。温度上昇量ΔＴは、シート数Ｎが０であるときの定着フィルム３１の温度Ｔ０に対する上昇量である。そのため、温度上昇量ΔＴは、切片が０で、シート数Ｎを変数とする一次関数である。図４が示すように、一次関数の傾きをαとすれば、シート数Ｎにおける定着フィルム３１の温度上昇量ΔＴは次式で表すことができる。

ΔＴ ＝ α×Ｎ ・・・（１）
定着プロセスで使用される温度範囲では、ヒータ３３の温度の変化幅と、この変化幅に対応する定着フィルム３１の温度の変化幅とは、略比例関係にある。よって、定着フィルム３１が摩耗したとしても定着フィルム３１の温度を一定値に維持するためには、温度上昇量ΔＴに応じてヒータ３３の目標温度が低下すればよい。ここでは、ヒータ３３の目標温度についての補正量がＣと定義される。つまり、目標補正部３０４は、目標温度から補正量Ｃを減算することで、補正された目標温度を取得する。このように、補正量Ｃが温度上昇量ΔＴと等しければ、定着フィルム３１が摩耗したとしても定着フィルム３１の温度が一定の設計値に維持される。温度上昇量ΔＴをヒータ３３の温度に変換する変換係数をγとすれば、補正量演算部３１１は、次式を用いて補正量Ｃを演算できる。

Ｃ ＝ γ×ΔＴ ・・・（２）
このように目標温度は（１）式と（２）式から算出される補正量αγＮだけ低下される。傾きαや変換係数γは、定着器１８の出荷時にシミュレーションまたは実験により求められる既知の値である。傾きαや変換係数γは、たとえば、メモリ３０１のＲＯＭ領域に保持されている。

＜予測精度の改善＞
傾きαを決定するために使用された定着フィルム３１の稼働条件と同じ稼働条件で画像形成装置１００が稼働していれば、表層２１３の摩耗量は傾きαにしたがって増加する。この場合、（２）式が示す補正量Ｃによって温度上昇量ΔＴが相殺され、定着フィルム３１の温度が精度よく補正され、ホットオフセットが生じにくい。

しかし、表層２１３の摩耗量は、給送されるシートＰの種類や定着器１８の温度に依存する。灰分量の多い紙および剛度の大きい紙は、一般的な紙と比べ、表層２１３を摩耗させやすい。たとえば、このような紙として、填料である炭酸カルシウム成分の多い紙、および、坪量の大きい紙などが挙げられる。定着フィルム３１の温度が高いほど、表層２１３は摩耗しやすい。たとえば、定着性を確保するために、シートＰの温度が低い環境（低温環境）の目標温度は、通常環境の目標温度よりも高く設定される。つまり、低温環境では表層２１３が摩耗しやすい。

このように、シートＰの種類や環境条件（シート条件）に依存して、定着フィルム３１の表層２１３の摩耗量の推移が変わる。そのため、定着フィルム３１の稼働量に基づいて算出される補正量Ｃは、実際に必要となる補正量からずれてしまうことがありうる。

図５（Ａ）、図５（Ｂ）および図５（Ｃ）は、表層２１３の摩耗量の予測がはずれてオフセットが発生する事例を示している。とりわけ、画像形成装置１００を使用開始から途中までは予測が正しいものの、途中でシート条件が想定条件から変わったために予測がはずれている。第一象限は、シート数Ｎと表層２１３の摩耗量Δｄの関係を示している。この関係は、シート条件の影響を受ける。本実施例では、シート数Ｎ１でシート条件が変化し、摩耗量Δｄの推移が変化したことを示している。第二象限は、摩耗量Δｄと温度上昇量ΔＴとの関係を示している。この関係は、定着フィルム３１の熱抵抗の変化に依存した関係である。そのため、この関係は、定着フィルム３１を含む定着器１８の構成によって決まり、シート条件の影響は受けない。

●Ｎ＝０～Ｎ１
図５（Ａ）を用いて、シート数が０からＮ１までの区間における挙動が説明される。この区間では、摩耗量Δｄは、第一象限の直線Ｆに沿って推移している。摩耗量Δｄの増加（表層２１３の厚みの減少）にともない、定着フィルム３１の熱伝導率が高くなる。温度上昇量ΔＴは、第二象限に示された関係に従って、上昇する。

シート数がＮ１であるときの定着フィルム３１の温度の温度上昇量がΔＴ１と定義され、補正量がＣ１と定義される。ＣＰＵ３００は、シート数Ｎ１におけるヒータ３３の目標温度を、シート数０における目標温度に対して、補正量Ｃ１だけ低くなるように調整する。補正量Ｃ１が適用されると、定着フィルム３１の温度は、ΔＴ１（＝Ｃ１／γ）だけ低下する。その結果、摩耗量Δｄに対応する温度上昇量ΔＴ１が、補正量Ｃ１にしたがったＣ１／γにより相殺される。よって、シート数が０からＮ１までの区間においては、定着フィルム３１の温度が適切に補正されるため、ホットオフセットは発生しない。

●Ｎ＝Ｎ１～
図５（Ｂ）および図５（Ｃ）を用いてシート数がＮ１以上となる区間が説明される。この区間では、シート条件などの変化により、摩耗量Δｄは、第一象限の直線Ｆ'に沿って変化する。直線Ｆ'の傾きは、想定された直線Ｆの傾きよりも大きい。シート数Ｎ２における実際の摩耗量はΔｄ２'であり、想定された摩耗量はΔｄ２であり、定着フィルム３１の実際の温度上昇量はΔＴ２'であり、想定された温度上昇量はΔＴ２である。直線Ｆ'に沿って推移する実際の摩耗量Δｄ２'は、直線Ｆに沿って推移する想定された摩耗量Δｄ２よりも大きくなる。その結果、実際の温度上昇量ΔＴ２'は、想定された温度上昇量ΔＴ２よりも大きくなる。

シート数Ｎ２におけるヒータ３３の目標温度の補正量はＣ２と定義される。シート数Ｎ２におけるヒータ３３の目標温度は、シート数０におけるヒータ３３の目標温度よりも補正量Ｃ２だけ低くなるよう調整される。補正量Ｃ２により、定着フィルム３１の温度はＣ２／γだけ低下する。その結果、実際の温度上昇量はΔＴ２'であるが、補正量Ｃ２を用いるとΔＴ２（＝Ｃ２／γ）しか目標温度が削減されない。よって、シート数Ｎ２における定着フィルム３１の温度は、ΔＴ２'－ΔＴ２の差分であるΔＴ２ｄｉｆだけ適正温度よりも高くなり、ホットオフセットが発生してしまう。

図５（Ｃ）によれば、シート数Ｎ２よりも多いシート数Ｎ３における摩耗量はΔｄ３'であり、想定された摩耗量はΔｄ３であり、実際の温度上昇量はΔＴ３'であり、想定された温度上昇量はΔＴ３であり、補正量はＣ３である。直線Ｆ'に沿って推移する実際の摩耗量Δｄ３'は、直線Ｆに沿って推移する想定された摩耗量Δｄ３よりも大きい。さらに、シート数Ｎ３における摩耗量Δｄ３'とΔｄ３との差は、シート数Ｎ２における差よりも増加している。その結果、温度上昇量ΔＴ３'－ΔＴ３の差分であるΔＴ３ｄｉｆは、ΔＴ２ｄｉｆよりも大きくなる。よって、シート数Ｎ３では、シート数Ｎ２よりも顕著なホットオフセットが発生してしまう。

表層２１３の摩耗量の推移が想定から外れてしまうと、ホットオフセットを精度よく低減することが難しくなる。したがって、実際の摩耗量の推移に合わせて目標温度または補正量の予測式を修正することが必要となる。たとえば、ＣＰＵ３００は、画像センサ６０を使って実際の出力画像を読み取って分析し、ホットオフセットの発生レベルを表すオフセット濃度Ｄｏｆｆを求める。さらに、ＣＰＵ３００は、オフセット濃度Ｄｏｆｆと、これに紐づけられた条件情報から現在の摩耗量の推移を把握して、予測式を修正する。

＜定着フィルム３１の温度とオフセット濃度との関係＞
オフセット濃度Ｄｏｆｆから補正量を求めるための予測式を修正するための計算式を導出するためには、予め定着フィルム３１の温度とオフセット濃度Ｄｏｆｆとの関係が必要となる。

図６（Ａ）は温度上昇量ΔＴとオフセット濃度Ｄｏｆｆとの関係を示している。横軸は温度上昇量ΔＴを示す。縦軸はオフセット濃度Ｄｏｆｆを示す。この関係は、定着フィルム３１を含む定着器１８の構成やトナーによって決まるものであり、シート条件の影響を受けない。ΔＴｓはホットオフセットが発生し始める温度上昇量であり、定着器１８の稼働初期における定着フィルム３１の温度に対するマージンを示している。温度上昇量ΔＴがオフセットマージン温度ΔＴｓを超えると、オフセット濃度Ｄｏｆｆが徐々に増加する。オフセット濃度Ｄｏｆｆは、オフセットの元となっているトナー画像の濃度を超えることはあり得ない。そのため、オフセット濃度Ｄｏｆｆは所定値に収束する。

図６（Ａ）に示された関係には非線形な部分が存在するものの、本実施例では線形な部分が考慮される。なぜなら、本実施例では、上述した予測式から得られた補正量が適用されるため、実際に発生する温度上昇量ΔＴの範囲も線形な部分に収まるからである。つまり、オフセット濃度Ｄｏｆｆと温度上昇量ΔＴは実質的に線形関係にあると近似される。ここで傾きをａとすれば、温度上昇量ΔＴに対するオフセット濃度Ｄｏｆｆは次式から求められる。

Ｄｏｆｆ ＝ ａ ×（ΔＴ－ΔＴｓ） ・・・（３）
ただし、ΔＴ ≦ ΔＴｓでは、Ｄｏｆｆ ＝ ０
傾きａと温度上昇量ΔＴｓは、実験またはシミュレーションにより求められる既知の定数である。

図５（Ｃ）を用いて説明されたように、シート数Ｎ２での温度上昇量はΔＴ２ｄｉｆであり、シート数Ｎ３での温度上昇量はΔＴ３ｄｉｆであった。シート数Ｎ２およびＮ３においてそれぞれ発生するホットオフセットのオフセット濃度はＤｏｆｆ２およびＤｏｆｆ３と定義される。（３）式によれば、オフセット濃度Ｄｏｆｆ２およびＤｏｆｆ３は次式から求められる。

Ｄｏｆｆ２ ＝ ａ ×（ΔＴ２ｄｉｆ－ΔＴｓ） ・・・（４）
Ｄｏｆｆ３ ＝ ａ ×（ΔＴ３ｄｉｆ－ΔＴｓ） ・・・（５）
このように、オフセット濃度Ｄｏｆｆ２およびＤｏｆｆ３を測定できれば、実際のΔＴ２ｄｉｆおよびΔＴ３ｄｉｆを求めることができる。つまり、当初の予測式に基づき予測されたΔＴ２、ΔＴ３に対する実際のΔＴ２'、ΔＴ３'のずれ量であるΔＴ２ｄｉｆ、ΔＴ３ｄｉｆがそれぞれ演算可能となる。

＜オフセット濃度の推移＞
図６（Ｂ）はオフセット濃度Ｄｏｆｆとシート数Ｎとの関係を示している。横軸はシート数Ｎである。縦軸はオフセット濃度Ｄｏｆｆである。シート数Ｎが０からＮ１までの区間では、目標温度の補正が想定通りに機能しているため、オフセット濃度Ｄｏｆｆはゼロである。

一方、シート数Ｎ１以降の区間では、目標温度を補正しても、シート数ＮがＮ２、Ｎ３と増加するにつれて、温度上昇量のずれ量がΔＴ２ｄｉｆ、ΔＴ３ｄｉｆと上昇する。その結果、オフセット濃度もＤｏｆｆ２、Ｄｏｆｆ３と上昇し、ホットオフセットが顕在化する。本実施例では、オフセット濃度Ｄｏｆｆについて、許容限界値Ｄｌｉｍが設けられている。許容限界値Ｄｌｉｍは、許容可能なオフセット濃度Ｄｏｆｆの最大値である。少量のホットオフセットが発生しても、人間の目には感知されない。したがって、実害がないホットオフセットを許容するために、許容限界値Ｄｌｉｍが設定される。オフセット濃度Ｄｏｆｆが許容限界値Ｄｌｉｍを越えた場合、ＣＰＵ３００は、予測式の修正を実行する。図６（Ｂ）では、シート数がＮ３になったときに、オフセット濃度Ｄｏｆｆが許容限界値Ｄｌｉｍを初めて越えたと判定され、予測式の修正が実行される。

＜画像分析と条件情報の取得方法＞
予測式を修正するためには、オフセット濃度Ｄｏｆｆ、これに紐づけられたシート数、および補正量といった条件情報が必要となる。以下では、オフセット濃度Ｄｏｆｆを求めるための画像分析と条件情報の取得方法が説明される。

画像形成装置１００は、オフセット濃度Ｄｏｆｆを測定するために、テスト画像を出力し、画像センサ６０によってテスト画像を読み取り、分析部３０５によって画像の状態を分析する。図７（Ａ）は、シートＰ上に形成されたテスト画像７００を示している。矢印ＤはシートＰの搬送方向を示している。シートＰ上に形成されたテスト画像７００は、所定の濃度で形成されたトナー画像であり、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色について用意される。トナー色に依存してホットオフセットの発生しやすさが異なる場合、最もホットオフセットが発生しやすいトナー色だけについてテスト画像７００が形成されてもよい。ホットオフセットが発生するような状況では、テスト画像７００が形成された領域から距離Ｌ１だけ搬送方向で下流側にあるオフセット領域７０２にホットオフセットが出現する。ここで、距離Ｌ１は定着フィルム３１の周長に等しい。ＣＰＵ３００はテスト画像７００が定着したシートＰを画像センサ６０へ搬送し、画像センサ６０にテスト画像７００を読み取らせる。分析部３０５は、画像センサ６０により生成された画像データのうち、オフセット領域７０２の画像データを抽出する。シートＰに対するテスト画像７００の領域と、距離Ｌ１が既知であるため、シートＰから取得された画像データにおけるオフセット領域７０２の位置も既知である。分析部３０５は、オフセット領域７０２の画像データを構成する複数の画素信号を明度情報に変換する。分析部３０５は、オフセット領域７０２の明度と非画像部（下地）の明度との差分で表されるオフセット濃度Ｄｏｆｆを算出し、分析結果として出力する。非画像部とは、シートＰのうち、トナー画像もホットオフセットも形成されない領域である。シートＰにおける非画像部の位置は既知であるため、分析部３０５は、シートＰから取得された画像データから非画像部（下地）の明度を取得できる。

図７（Ｂ）が示すように、分析部３０５は、オフセット濃度Ｄｏｆｆを、テスト画像７００をシートＰに形成したときの条件情報と紐付けて、メモリ３０１に保存する。本実施例では、予測式の修正に必要な条件情報はシート数Ｎと補正量Ｃである。オフセット濃度Ｄｏｆｆ、シート数Ｎおよび補正量Ｃは、画像分析が実行されるたびに、メモリ３０１に蓄積される。

＜予測式の修正方法＞
図８はＣＰＵ３００により実行される予測式の修正方法を示したフローチャートである。ＣＰＵ３００は、たとえば、一つのプリントジョブを終了するたびに、以下の処理を実行する。

Ｓ８０１でＣＰＵ３００は分析実行条件が満たされたかどうかを判定する。たとえば、分析実行条件は、前回、画像分析が実行されたときの稼働量（シート数Ｎｉ－１）と、今回の稼働量（シート数Ｎｉ）との差分であるΔＮｉが閾値Ｎｔｈ以上となったことである。なお、分析実行条件は、操作部３２１を通じて分析を指示されたことであってもよい。分析実行条件が満たされていなければ、ＣＰＵ３００は修正方法を終了する。分析実行条件が満たされていれば、ＣＰＵ３００はＳ８０２に進む。

Ｓ８０２でＣＰＵ３００はシートＰにテスト画像を形成し、テスト画像の分析を実行する。たとえば、テスト部３１３は、画像形成装置１００を制御してシートＰにテスト画像７００を形成する。テスト部３１３は、排出ローラ対２０やフラッパ５０を制御し、シートＰを副搬送路ｒ２へ搬送する。テスト部３１３は、搬送ローラ対１５ｂ，１５ｃを制御し、画像センサ６０がテスト画像７００を形成されたシートＰを読み取れるよう、シートＰを搬送する。読取制御部３０３は、画像センサ６０を制御してシートＰを読み取り、画像データを生成し、メモリ３０１に保存する。分析部３０５の濃度演算部３０６は画像データからオフセット濃度Ｄｏｆｆを演算する。

Ｓ８０３でＣＰＵ３００は分析結果をメモリ３０１に保存する。たとえば、分析部３０５の濃度演算部３０６はオフセット濃度Ｄｏｆｆｉ、シート数Ｎｉ、および補正量Ｃｉを相互に紐付けてメモリ３０１に保存する。

Ｓ８０４でＣＰＵ３００はオフセット濃度Ｄｏｆｆｉに基づき予測式の修正が必要かどうかを判定する。たとえば、修正判定部３０７は、オフセット濃度Ｄｏｆｆが許容限界値Ｄｌｉｍ以上であるかどうかを判定してもよい。オフセット濃度Ｄｏｆｆが許容限界値Ｄｌｉｍ以上であることは、予測式が実際の状況からずれていることを示している。オフセット濃度Ｄｏｆｆが許容限界値Ｄｌｉｍ以上でなければ、ＣＰＵ３００は、修正方法を終了する。オフセット濃度Ｄｏｆｆが許容限界値Ｄｌｉｍ以上であれば、ＣＰＵ３００はステップＳ８０５に進む。

Ｓ８０５でＣＰＵ３００はオフセット濃度Ｄｏｆｆｉに基づき予測式を修正する。たとえば、修正部３０８は、前回のオフセット濃度Ｄｏｆｆｉ－１、シート数Ｎｉ－１および補正量Ｃｉ－１と、今回のオフセット濃度Ｄｏｆｆｉ、シート数Ｎｉおよび補正量Ｃｉとに基づき予測式を修正する。

＜予測式を修正するための計算式＞
図９（Ａ）は温度上昇量ΔＴとシート数Ｎの関係を示した図である。シート数Ｎ１を境に表層２１３の摩耗量Δｄの推移が変化している、シート数Ｎ１以降における温度上昇量はΔＴ'であり、傾きはα'であり、切片はβ'と定義されている。温度上昇量ΔＴ'とシート数Ｎとの関係は、次式によって表現される。

ΔＴ' ＝ α'× Ｎ ＋ β' ・・・（６）
修正された新たな補正量はＣ'と仮定される。補正量Ｃ'が実際の温度上昇量ΔＴ'と等しければ、ホットオフセットが発生しない。よって、（２）式に（６）式を代入することにより、補正量Ｃ'を算出するための予測式が得られる。

Ｃ'＝ γ × ΔＴ'
＝ γ（α'× Ｎ ＋ β'） ・・・（７）
ここで、上述されたように変換係数γは既知の定数である。現在の定着フィルム３１の状態に合わせて予測式を修正することは、（７）式のα'とβ'を求めることに相当する。未知の定数α'、β'は、オフセット濃度Ｄｏｆｆと、これに紐付けられたシート数Ｎと、修正前の補正量Ｃとからなる二以上のセットに基づき求められる。ここでは、シート数Ｎ２に紐づけられた情報と、シート数Ｎ３に紐づけられた情報とに基づき、定数α'、β'が算出される。

（６）式によれば、シート数Ｎ２に紐づけられた温度上昇量ΔＴ２'と、シート数Ｎ３に紐づけられた温度上昇量ΔＴ３'はそれぞれ次式により表すことができる。

ΔＴ２' ＝ α'× Ｎ２ ＋ β' ・・・（８）
ΔＴ３' ＝ α'× Ｎ３ ＋ β' ・・・（９）
一方、シート数Ｎ２に紐づけられたオフセット濃度Ｄｏｆｆ２は、（４）式に（２）式を代入することより求められる。

Ｄｏｆｆ２ ＝ ａ ×（ΔＴ２ｄｉｆ－ΔＴｓ）
＝ ａ ×（ΔＴ２'－ ΔＴ２ －ΔＴｓ）
＝ ａ ×（ΔＴ２'－ Ｃ２／γ －ΔＴｓ） ・・・（１０）
同様に、シート数Ｎ３に紐づけられたオフセット濃度Ｄｏｆｆ３は、（５）式と（２）式より求められる。

Ｄｏｆｆ３ ＝ ａ ×（ΔＴ３ｄｉｆ－ΔＴｓ）
＝ ａ ×（ΔＴ３'－ ΔＴ３ －ΔＴｓ）
＝ ａ ×（ΔＴ３'－ Ｃ３／γ －ΔＴｓ） ・・・（１１）
ここで、（１０）式に（８）式を代入することにより次式が得られる。

Ｄｏｆｆ２ ＝ ａ ×｛（α'× Ｎ２ ＋ β'）－ Ｃ２／γ －ΔＴｓ｝
＝［ ａ ×α'］×Ｎ２ ＋ ［ａ×（β'－ Ｃ２／γ －ΔＴｓ）］ ・・・（１２）
同様に、（１１）式に（９）式を代入することにより、オフセット濃度Ｄｏｆｆ３は次式で表現される。

Ｄｏｆｆ３ ＝［ ａ ×α'］×Ｎ３ ＋ ［ａ×（β'－ Ｃ３／γ －ΔＴｓ）］ ・・・（１３）
（１２）式と（１３）式で表されるオフセット濃度Ｄｏｆｆは、カウンタ３１２によりカウントされたシート数Ｎを変数とする一次関数である。ここで、オフセット濃度Ｄｏｆｆの傾きａ、補正量Ｃ２、Ｃ３、オフセットマージン温度ΔＴｓ、および変換係数γは既知の定数である。未知の変数はα'とβ'の２つであるため、シート数Ｎを変数とするオフセット濃度Ｄｏｆｆの式が少なくとも２つ以上あれば、傾きα'と切片β'を求めることができる。たとえば、（１２）式と（１３）式とを二元連立方程式と考えると、以下の式が得られる。

β' ＝ －Ｎ２×α' ＋ Ｋ ・・・（１４）
Ｋ ＝ Ｄｏｆｆ２／ａ ＋ Ｃ２／γ ＋ ΔＴｓ ・・・（１５）
β' ＝ －Ｎ３×α' ＋ Ｌ ・・・（１６）
Ｌ ＝ Ｄｏｆｆ３／ａ ＋ Ｃ３／γ ＋ ΔＴｓ ・・・（１７）
α' ＝ （Ｌ－Ｋ）／（Ｎ３－Ｎ２） ・・・（１８）
β' ＝ （Ｋ×Ｎ３ － Ｌ×Ｎ２）／（Ｎ３ － Ｎ２） ・・・（１９）
修正部３０８は（１９）式から切片β'を算出する。また、修正部３０８は（１８）式から傾きα'を算出する。ここで、オフセット濃度Ｄｏｆｆ２、Ｄｏｆｆ３を用いて予測式が修正されているが、３つ以上のオフセット濃度Ｄｏｆｆから統計的にα'とβ'が算出されてもよい。

補正量演算部３１１は、α'とβ'を（７）式に代入することで、修正された予測式を完成させる。補正量演算部３１１は、（７）式により修正された補正量Ｃ'を求め、目標補正部３０４に設定する。目標補正部３０４は、修正された補正量Ｃ'を用いて目標温度を補正する。これにより、ホットオフセットが発生しにくくなる。補正量演算部３１１は、修正された補正量Ｃ'ｉを、シート数Ｎｉおよびオフセット濃度Ｄｏｆｆｉと関連付けてメモリ３０１に保存する。

［実施例２］
実施例１で説明されたように、温度上昇量ΔＴと摩耗量Δｄとの間には一定の関係が存在する。したがって、ＣＰＵ３００（寿命演算部３２５）は、温度上昇量ΔＴから摩耗量Δｄを算出することができる。一方で、未使用の定着フィルム３１の表層２１３の厚み（初期厚みｄ）は既知である。表層２１３の厚みが０になると、定着器１８の交換が必要となる。したがって、寿命演算部３２５は、未使用の定着フィルム３１の表層２１３の厚みと、摩耗量Δｄとから定着フィルム３１の残り寿命を演算できる。たとえば、残り寿命が閾値以下になると、寿命演算部３２５は、定着器１８の交換を促すメッセージを操作部３２１の表示装置に出力してもよい。これにより、定着器１８が完全に使用不能になる前に、ユーザーは、定着器１８を交換できるため、ダウンタイムが削減される。ダインタイムとは、ユーザーが画像を形成できない時間である。

図９（Ｂ）は定着器１８の寿命予測方法を説明する図である。図９（Ｂ）におけるシート数Ｎ、表層２１３の摩耗量Δｄ、および、温度上昇量ΔＴの関係は図５（Ａ）に関連してすでに説明された通りである。ここでは、一例として、シート数がＮ３になったときの定着器１８の寿命予測が説明される。

定着器１８の寿命が尽きるタイミングは、摩耗量Δｄの積算値が初期厚みｄと等しくなった時点である。寿命が尽きたタイミングにおける表層２１３の摩耗量の積算値はΔｄｅｎｄと定義される。初期厚みｄは設計値と考えることができるため、初期厚みｄと等しいΔｄｅｎｄは既知の値である。

寿命が尽きたタイミングにおける温度上昇量はΔＴｅｎｄと定義される。ΔＴｅｎｄはΔｄｅｎｄから予め求めることができる既知の値である。何故なら、図９（Ｂ）の第二象限が示す摩耗量Δｄと温度上昇量ΔＴの関係は、定着器１８の構成によって決まり、ユーザーの使い方によって変化するシート条件の影響は受けないからである。

一方、ΔＴ３'は、実施例１で説明されたように、メモリ３０１に蓄積されたオフセット濃度Ｄｏｆｆ、これに紐づけられたシート数Ｎ、および補正量Ｃから算出可能である。たとえば、ＣＰＵ３００は、α'とβ'を求めて（９）式を完成させ、さらにΔＴ３'に対応するシート数Ｎ３を（９）式に代入することで、ΔＴ３'を算出できる。

摩耗量Δｄと温度上昇量ΔＴは比例に関係にある。そこで、寿命演算部３２５は、シート数Ｎ３における表層２１３の初期厚みｄに対する残膜厚の割合Ｒ［％］を（２０）式を用いて演算してもよい。残膜厚は残り寿命と呼ばれてもよい。

Ｒ＝ΔＴ３'／ΔＴｅｎｄ × １００ ・・・（２０）
定着器１８の寿命予測の別の例として、寿命演算部３２５は、寿命が尽きるタイミングまで給送可能なシート数も予測可能である。図９（Ｂ）が示すように、寿命が尽きるタイミングまで給送可能なシート数はＮｅｎｄと定義される。寿命演算部３２５は、（６）式を変形することで得られる（２１）式を用いて、ΔＴｅｎｄに対応するＮｅｎｄを求める。

Ｎｅｎｄ＝（ΔＴｅｎｄ－β'）／α' ・・・（２１）
ここで、寿命演算部３２５は、シート数Ｎ３を基準とした、寿命が尽きるタイミングまでの給送可能なシート数ΔＮを、次式を用いて算出してもよい。

ΔＮ ＝ Ｎｅｎｄ － Ｎ３ ・・・（２２）
つまり、寿命演算部３２５は、（２２）式を用いて残り寿命に相当するΔＮを算出してもよい。このように、実施例２によれば、現在のシート条件を考慮することで、定着器１８の寿命予測精度が向上する。

［実施例３］
実施例１、２では予測式の修正に関する演算のすべてが画像形成装置１００の内部で実行されている。しかし、これは必須ではない。図１０が示すように、予測式の修正に関する演算のすべてまたは一部が、情報処理装置１０００により実行されてもよい。

図１０において、情報処理装置１０００は、ＣＰＵ３００ａ、メモリ３０１ａ、操作部３２１ａおよび通信回路３２３ａを有するコンピュータである。通信回路３２３ａは、通信回路３２３とネットワーク（例：ＬＡＮ、インターネット）を介して通信する。つまり、ＣＰＵ３００ａは、通信回路３２３ａと通信回路３２３を介して画像形成装置１００のＣＰＵ３００とコマンドおよびデータを送受信できる。

テスト部３１３はカウンタ３１２のカウント値が実行開始条件を満たすと、画像形成装置１００にテスト画像を形成させ、画像センサ６０にテスト画像を読み取らせ、テスト画像の画像データを情報処理装置１０００へ送信する。ＣＰＵ３００ａは上述された濃度演算部３０６、修正判定部３０７、修正部３０８、補正量演算部３１１、寿命演算部３２５（状態判定部３２０）を有している。これらの機能は実施例１、２で説明された通りである。ＣＰＵ３００ａは、画像データを受信すると、これらの機能を用いて、修正された予測式を用いて補正量Ｃ'を演算し、補正量Ｃ'を画像形成装置１００に送信する。画像形成装置１００の目標補正部３０４は、補正量Ｃ'を受信し、現在の目標温度から補正量Ｃ'を減算することで新たな目標温度を決定する。

図１０では、濃度演算部３０６、修正判定部３０７、修正部３０８、補正量演算部３１１、および寿命演算部３２５（状態判定部３２０）が情報処理装置１０００に設けられている。しかし、これらの機能の一部が画像形成装置１００に設けられていてもよい。たとえば、通信回路３２３と通信回路３２３ａとの間の通信トラフィックを削減するために、濃度演算部３０６が画像形成装置１００に設けられていてもよい。画像データのデータ量と比較してオフセット濃度Ｄｏｆｆのデータ量はずっと少ないからである。

図１０が示すように、画像分析に関する機能を情報処理装置１０００に設けることで、画像分析および演算に要する時間を短縮することが可能となるだろう。これは、情報処理装置１０００のＣＰＵ３００ａの演算能力がＣＰＵ３００の演算能力よりも高いことが前提となる。画像分析にディープラーニングなどの機械学習が用いられる場合、多大な計算量が必要になる。この場合、画像形成装置１００の外部にあるコンピュータを用いるメリットが大きい。

情報処理装置１０００は、複数の画像形成装置１００に接続されていてもよい。この場合、情報処理装置１０００は、複数の画像形成装置１００に対して画像分析サービスを提供できる。また、情報処理装置１０００は、複数の画像形成装置１００の状態を一括して管理することができる。

［まとめ］
［観点１］
分析部３０５は、シートＰに形成されたテスト画像を画像センサ６０により読み取ることで取得された読取結果を分析して分析結果を出力する分析手段として機能する。メモリ３０１、３０１ａは、テスト画像を形成したときの印刷条件と分析結果とを相互に紐付けて蓄積する蓄積手段として機能する。ＣＰＵ３００は、蓄積手段に蓄積された分析結果と印刷条件とを参照して、画像形成手段を制御するために制御手段により使用される制御パラメータ（例：目標温度）を演算する演算手段として機能する。このように観点１によれば、画像を形成したときに使用された印刷条件とその画像の読み取り結果（分析結果）とを紐付けて蓄積する画像形成装置１００が提供される。また、蓄積手段に蓄積された分析結果と印刷条件とを参照して、画像形成手段を制御するために制御手段により使用される制御パラメータが求められる。これにより、蓄積手段に蓄積された分析結果と印刷条件から画像形成装置１００の状態の推移が分かるため、精度よく、制御パラメータが求められる。

［観点２、８］
演算手段（例：ＣＰＵ３００）が算出する制御パラメータは、画像形成手段を構成する部材（例：定着器）の使用量に応じた画像形成手段の制御に関する補正量（目標温度の補正量）であってもよい。これにより、精度よく、補正量が求められるようになろう。

［観点３］
ＣＰＵ３００や状態判定部３２０は、蓄積手段に蓄積された分析結果と印刷条件とを参照して画像形成手段を構成する部材（例：定着器）の状態を判定する状態判定手段として機能してもよい。蓄積手段に蓄積された分析結果と印刷条件から画像形成装置１００の状態（定着器の消耗）の推移が分かるため、精度よく、部材の状態が判定されるようになろう。

［観点４、１０］
状態判定手段（例：ＣＰＵ３００や寿命演算部３２５）が判定する状態は、画像形成手段を構成する部材の残寿命であってもよい。これにより、蓄積手段に蓄積された分析結果と印刷条件から部材の消耗の推移が精度よく判明するため、部材の残寿命が精度よく求められるであろう。

［観点５、１１］
印刷条件は、画像形成手段を構成する部材の使用量または部材の制御パラメータのうち、少なくとも一方を含んでもよい。蓄積された部材の使用量は部材の使用量の推移を示す。また、時々刻々と変化する画像形成装置１００の状態に応じて制御パラメータは補正される。したがって、制御パラメータも間接的に画像形成装置１００の状態を示す。よって、部材の使用量または部材の制御パラメータは、画像形成装置１００の状態の推移を示す尺度となろう。

［観点６、１２］
図８に関して説明されたように、画像形成手段はテスト画像を形成するように構成されていてもよい。また、読取手段はテスト画像を読み取るように構成されていてもよい。この場合、分析手段は、テスト画像を読取手段により読み取ることで取得された読取結果を分析して分析結果を出力するように構成される。テスト画像のように予め定められた画像を分析することで、分析結果の信頼性が向上する。ただし、テスト画像に代えてユーザーが印刷指定した画像が分析対象とされてもよい。この場合は、分析精度と引き換えに、分析に必要とされるシートが不要となるメリットが生じよう。

［観点７、９］
図１０を用いて説明されたように、画像形成装置１００と外部装置（例：情報処理装置１０００）とを有する画像形成システムが提供されてもよい。この場合、画像形成手段、制御手段および読取手段は画像形成装置１００に設けられる。一方、分析手段は、画像形成装置と外部装置とのいずれか一方に設けられる。蓄積手段も、画像形成装置と外部装置とのいずれか一方に設けられる。演算手段も画像形成装置と外部装置とのいずれか一方に設けられる。状態判定手段（例：寿命演算部３２５）も画像形成装置と外部装置とのいずれか一方に設けられる。これにより、画像形成装置１００の負荷とハードウエア（記憶装置の容量など）が削減されるであろう。

［観点１３］
図１が示すように、画像形成部２５は、シートＰに画像を形成する画像形成手段の一例である。カウンタ３１２は、画像形成手段の稼働量（例：シート数）を計測する計測手段の一例である。ＣＰＵ３００および補正量演算部３１１は稼働量を補正量の予測式（例：（７）式）に代入することで制御パラメータ（例：ヒータ３３の目標温度）の補正量を演算する演算手段の一例である。目標補正部３０４は、補正量に基づき制御パラメータを補正する補正手段として機能する。ＣＰＵ３００および定着制御部３０２は、制御パラメータに基づき画像形成手段を制御する制御手段として機能する。画像センサ６０はシートＰを読み取る読取手段として機能する。ＣＰＵ３００および修正判定部３０７は読取手段によるシートの読み取り結果に基づき予測式の修正が必要かどうかを判定する判定手段として機能する。ＣＰＵ３００および修正部３０８は判定手段が予測式の修正が必要と判定すると、画像の読み取り結果に基づき予測式を修正する修正手段として機能する。シートの読み取り結果はユーザーの使い方に相関する。したがって、シートの読み取り結果に応じて補正量の予測式を修正することで、画像不良の発生が低減される。

［観点１４］
ＣＰＵ３００およびテスト部３１３は、所定の判定実行条件が満たされると、画像形成手段を制御してシートＰにテスト画像を形成させ、読取手段に当該シートに形成されたテスト画像を読み取らせる。ＣＰＵ３００および修正判定部３０７は、テスト画像の読み取り結果に基づき予測式の修正が必要かどうかを判定する。このように、テスト画像を用いることで、より正確に予測式の修正が必要かどうかを判定することが可能となる。

［観点１５］
図７（Ａ）が例示するように、テスト画像の読み取り結果は、シートＰにおいてテスト画像から所定距離だけ離れた領域の読み取り結果である。これは、テスト画像に起因したホットオフセットがテスト画像から所定距離だけ離れた領域に発生しうるからである。このように特定の領域に着目することで、演算量が削減されるであろう。

［観点１６］
Ｓ８０１に関して説明されたように、所定の判定実行条件は、画像形成手段の稼働量の増加量（例：ΔＮ）が一定量に達したことであってもよい。これは、稼働量に相関して画像形成手段が消耗するからである。

［観点１７］
稼働量は、画像形成手段により形成された画像の数（例：定着器１８に給送されたシートの枚数）であってもよい。これは、画像形成手段に供給されたシートの数に相関して画像形成手段が消耗するからである。

［観点１８］
図７（Ｂ）が示すように、メモリ３０１は、所定の判定実行条件が満たされると、テスト画像の読み取り結果から得られた分析結果と、稼働量および補正量を含む印刷条件と、を関連付けて記録する記録手段して機能する。ＣＰＵ３００および修正部３０８は、記録手段に保持されている情報に基づき予測式を修正してもよい。この情報には、たとえば、第一稼働量と、当該第一稼働量に関連付けられている第一補正量と、当該第一稼働量に関連付けられている分析結果とが含まれていてもよい。さらに、この情報には、第二稼働量と、当該第二稼働量に関連付けられている第二補正量と、当該第二稼働量に関連付けられている分析結果とが含まれていてもよい。これにより、予測式を正確に修正することが可能となる。

［観点１９］
（７）式などが示すように、予測式は稼働量を変数とする一次関数であってもよい。これにより、簡単な演算により補正量を求めることが可能となる。なお、予測式は、補正量を演算する演算式であり、補正式とよばれてもよいだろう。

［観点２０］
（７）式が例示するように、一次関数は、稼働量に乗算される第一係数（例：α'）と、第一係数と稼働量との積に対して加算される第二係数（例：β'）とを有してもよい。

［観点２１］
一次関数は、積と第二係数との和に乗算される既知の第三係数（例：γ）を有してもよい。定着フィルム３１の温度を直接的に測ることは困難である。その一方で、（２）式に関して説明されたように、定着フィルム３１の温度とヒータ３３の温度との間には一定の関係がある。したがって、既知の第三係数を用いることで、サーミスタ２３１で測定された温度は定着フィルム３１の温度に換算可能である。

［観点２２］
修正部３０８は、記録手段に保持されている情報に基づき第一係数と第二係数とを演算することで、修正された予測式を求めてもよい。この情報には、第一稼働量と、当該第一稼働量に関連付けられている第一補正量と、当該第一稼働量に関連付けられている分析結果とが含まれる。さらに、この情報には、第二稼働量と、当該第二稼働量に関連付けられている第二補正量と、当該第二稼働量に関連付けられている分析結果が含まれる。

［観点２３］
画像形成部２５は、シートＰに形成されたトナー画像を加熱することでシートに対してトナー画像を定着させる定着手段（例：定着器１８）を有してもよい。定着手段は、加圧ローラ３２と、加圧ローラに対向して設けられ、加圧ローラとともにシートＰを挟持して搬送するフィルム部材（例：定着フィルム３１）とを有する。さらに、定着手段は、フィルム部材を所定の目標温度に加熱するヒータ３３と、ヒータの温度を測定する測定手段（例：サーミスタ２３１）とを有する。定着制御部３０２は、測定手段により測定された温度が目標温度に近づくようにヒータ３３を制御する。この場合、制御パラメータはヒータ３３の目標温度であってもよい。

［観点２４］
フィルム部材は、稼働量の増加につれて摩耗する部材である。定着手段は、フィルム部材が摩耗するにつれて、フィルム部材の表面温度とヒータの温度とが乖離する特性を有していることがある。この場合に、補正量は、フィルム部材の表面温度とヒータの温度との乖離を補正する補正量として機能する。

［観点２５］
図７（Ｂ）が示すように、テスト画像の読み取り結果は、シートＰにおいてテスト画像から所定距離だけ離れた領域の読み取り結果であってもよい。とりわけ、当該所定距離は、円筒形状のフィルム部材（例：定着フィルム３１）の周長に等しい。上述されたように、ホットオフセットは、定着フィルム３１の周長の整数倍の距離ごとに発生しうる。したがって、定着フィルム３１の周長の整数倍の距離に着目することで、画像分析に伴う演算量が削減される。また、ホットオフセット以外の要因に伴うトナー汚れの影響を低減できる。

［観点２６］
画像形成部２５に、感光ドラム１は感光体として機能する。現像ローラ３は、感光体に形成された静電潜像をトナーにより現像してトナー画像を形成する現像手段として機能する。一次転写ローラ６、中間転写ベルト８および二次転写ローラ１１はトナー画像を感光体からシートに転写する転写手段として機能する。電源装置３２２は転写手段に転写バイアスを印加する印加手段として機能する。この場合、制御パラメータは転写バイアスであってもよい。現像ローラ３が消耗すると、いわゆるカブリという現象が発生する。カブリは、トナー画像の周囲にある非画像部にトナーが付着してしまう現象である。テスト画像を読み取ることで、ＣＰＵ３００は、カブリの濃度を測定できる。つまり、オフセット濃度Ｄｏｆｆに代えてカブリ濃度を採用することで、転写バイアスの補正量の予測式を修正してもよい。メモリ３０１には、カブリ濃度、補正量およびシート数が関連付けられて蓄積されることになる。

［観点２７］
カブリ濃度に関しては、シートの読み取り結果は、シートにおいてトナー画像が転写されていない非画像領域の読取結果である。これは、カブリが非画像領域に発生するからである。

［観点２８］
画像形成装置（例：画像形成システム）は、プリンタ（例：画像形成装置１００）と、プリンタに接続された外部装置（例：情報処理装置１０００）とを有していてもよい。この場合、記録手段（例：メモリ３０１ａ）は外部装置に設けられていてもよい。この場合、画像形成装置１００のメモリ３０１の記憶容量を削減することが可能となろう。

［観点２９］
寿命演算部３２５は、第一係数と稼働量との積に対して第二係数とを加算することで得られる和に基づき画像形成手段において画像形成に関与する部材の残り寿命を示すパラメータ（例：Ｒ）を演算する寿命演算手段として機能する。操作部３２１の表示装置は、残り寿命を示すパラメータを表示する表示手段として機能する。これにより、ユーザーは、部材の残り寿命や交換時期を理解しやすくなるであろう。

２５...画像形成部、３１２...カウンタ、３００...ＣＰＵ

Claims (29)

1. シートに画像を形成する画像形成手段であって、前記シートに形成されたトナー画像を定着する定着手段を含む画像形成手段と、
   前記定着手段を制御する制御手段と、
   前記シートを読み取る読取手段と、
   前記定着手段によって前記シートに定着された画像を前記読取手段により読み取ることで取得された読取結果を分析して分析結果を出力する分析手段と、
   第一時点で前記読取手段により読み取られた前記シートの前記分析結果のデータと前記第一時点で前記読取手段により読み取られた前記シートの印刷条件のデータの組である第一組データと、第二時点で前記読取手段により読み取られた前記シートの前記分析結果のデータと前記第二時点で前記読取手段により読み取られた前記シートの前記印刷条件のデータの組である第二組データと、を蓄積する蓄積手段と、
   前記定着手段を制御するために前記第二時点以降に前記制御手段により使用される制御パラメータを、前記蓄積手段に蓄積された前記第一組データと前記第二組データと、前記定着手段の使用状況を参照して演算する演算手段と
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記演算手段が算出する制御パラメータは、前記定着手段を構成する部材の使用量に応じた前記定着手段の制御に関する補正量であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. シートに画像を形成する画像形成手段と、
   シートに形成されたトナー画像を定着する定着手段と、
   前記画像形成手段を制御する制御手段と、
   前記シートを読み取る読取手段と、
   前記シートに形成された画像を前記読取手段により読み取ることで取得された読取結果を分析して分析結果を出力する分析手段と、
   第一時点で前記読取手段により読み取られた前記シートの前記分析結果のデータと前記第一時点で前記読取手段により読み取られた前記シートの印刷条件のデータの組である第一組データと、第二時点で前記読取手段により読み取られた前記シートの前記分析結果のデータと前記第二時点で前記読取手段により読み取られた前記シートの前記印刷条件のデータの組である第二組データと、を蓄積する蓄積手段と、
   前記蓄積手段に蓄積された前記第一組データと前記第二組データと、前記定着手段の使用状況を参照して前記定着手段の状態を判定するためのパラメータを演算する演算手段と、
   を有し、
   前記印刷条件は、前記定着手段の温度を制御するための制御条件であることを特徴とする画像形成装置。
4. 前記演算手段が判定する状態は、前記定着手段を構成する部材の残寿命であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記印刷条件は、前記定着手段を構成する部材の使用量または前記部材の制御パラメータのうち、少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記画像形成手段はテスト画像を形成するように構成されており、
   前記読取手段は前記テスト画像を読み取るように構成されており、
   前記分析手段は、前記テスト画像を前記読取手段により読み取ることで取得された読取結果を分析して前記分析結果を出力するように構成されている
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 画像形成装置と外部装置とを有する画像形成システムであって、
   シートに画像を形成する画像形成手段であって、前記シートに形成されたトナー画像を定着する定着手段を含む画像形成手段と、
   前記定着手段を制御する制御手段と、
   前記シートを読み取る読取手段と、
   前記定着手段によって前記シートに定着された画像を前記読取手段により読み取ることで取得された読取結果を分析して分析結果を出力する分析手段と、
   第一時点で前記読取手段により読み取られた前記シートの前記分析結果のデータと前記第一時点で前記読取手段により読み取られた前記シートの印刷条件のデータの組である第一組データと、第二時点で前記読取手段により読み取られた前記シートの前記分析結果のデータと前記第二時点で前記読取手段により読み取られた前記シートの前記印刷条件のデータの組である第二組データと、を蓄積する蓄積手段と、
   前記定着手段を制御するために前記第二時点以降に前記制御手段により使用される制御パラメータを、前記蓄積手段に蓄積された前記第一組データと前記第二組データと、前記定着手段の使用状況を参照して演算する演算手段と
   を有し、
   前記画像形成手段、前記制御手段および前記読取手段は前記画像形成装置に設けられており、
   前記分析手段は、前記画像形成装置と前記外部装置とのいずれか一方に設けられており、
   前記蓄積手段は、前記画像形成装置と前記外部装置とのいずれか一方に設けられており、
   前記演算手段は、前記画像形成装置と前記外部装置とのいずれか一方に設けられていることを特徴とする画像形成システム。
8. 前記演算手段が算出する制御パラメータは、前記定着手段を構成する部材の使用量に応じた前記画像形成手段の制御に関する補正量であることを特徴とする請求項７に記載の画像形成システム。
9. 画像形成装置と外部装置とを有する画像形成システムであって、
   シートに画像を形成する画像形成手段と、
   シートに形成されたトナー画像を定着する定着手段と、
   前記画像形成手段を制御する制御手段と、
   前記シートを読み取る読取手段と、
   前記シートに形成された画像を前記読取手段により読み取ることで取得された読取結果を分析して分析結果を出力する分析手段と、
   第一時点で前記読取手段により読み取られた前記シートの前記分析結果のデータと前記第一時点で前記読取手段により読み取られた前記シートの印刷条件のデータの組である第一組データと、第二時点で前記読取手段により読み取られた前記シートの前記分析結果のデータと前記第二時点で前記読取手段により読み取られた前記シートの前記印刷条件のデータの組である第二組データと、を蓄積する蓄積手段と、
   前記蓄積手段に蓄積された前記第一組データと前記第二組データと、前記定着手段の使用状況を参照して前記定着手段の状態を判定するためのパラメータを演算する演算手段と、
   を有し、
   前記印刷条件は、前記定着手段の温度を制御するための制御条件であり、
   前記画像形成手段、前記制御手段および前記読取手段は前記画像形成装置に設けられており、
   前記分析手段は、前記画像形成装置と前記外部装置とのいずれか一方に設けられており、
   前記蓄積手段は、前記画像形成装置と前記外部装置とのいずれか一方に設けられており、
   前記演算手段は、前記画像形成装置と前記外部装置とのいずれか一方に設けられていることを特徴とする画像形成システム。
10. 前記演算手段が判定する状態は、前記定着手段を構成する部材の残寿命であることを特徴とする請求項９に記載の画像形成システム。
11. 前記印刷条件は、前記定着手段を構成する部材の使用量または前記部材の制御パラメータのうち、少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項７から１０のいずれか一項に記載の画像形成システム。
12. 前記画像形成手段はテスト画像を形成するように構成されており、
    前記読取手段は前記テスト画像を読み取るように構成されており、
    前記分析手段は、前記テスト画像を前記読取手段により読み取ることで取得された読取結果を分析して前記分析結果を出力するように構成されている
    ことを特徴とする請求項７から１１のいずれか一項に記載の画像形成システム。
13. シートに画像を形成する画像形成手段と、
    前記画像形成手段の稼働量を計測する計測手段と、
    前記稼働量を補正量の予測式に代入することで制御パラメータの補正量を演算する演算手段と、
    前記補正量に基づき前記制御パラメータを補正する補正手段と、
    前記制御パラメータに基づき前記画像形成手段を制御する制御手段と、
    前記シートを読み取る読取手段と、
    前記読取手段による複数の前記シートの読み取り結果に基づき前記予測式の修正が必要かどうかを判定する判定手段と、
    前記判定手段が前記予測式の修正が必要と判定すると、複数の前記シートの読み取り結果に基づき前記予測式を修正する修正手段と、を有することを特徴とする画像形成システム。
14. 前記制御手段は、所定の判定実行条件が満たされると、前記画像形成手段を制御して前記シートにテスト画像を形成させ、前記読取手段に当該シートに形成された前記テスト画像を読み取らせ、
    前記判定手段は、前記テスト画像の読み取り結果に基づき前記予測式の修正が必要かどうかを判定することを特徴とする請求項１３に記載の画像形成システム。
15. 前記テスト画像の読み取り結果は、前記シートにおいて前記テスト画像から所定距離だけ離れた領域の読み取り結果であることを特徴とする請求項１４に記載の画像形成システム。
16. 前記所定の判定実行条件は、前記画像形成手段の稼働量の増加量が一定量に達したことであることを特徴とする請求項１４または１５に記載の画像形成システム。
17. 前記稼働量は、前記画像形成手段に供給されたシートの数であることを特徴とする請求項１６に記載の画像形成システム。
18. 前記所定の判定実行条件が満たされると、前記テスト画像の読み取り結果から得られた分析結果と、前記稼働量および前記補正量を含む印刷条件と、を関連付けて記録する記録手段をさらに有し、
    前記修正手段は、前記記録手段に保持されている第一稼働量と、当該第一稼働量に関連付けられている第一補正量と、当該第一稼働量に関連付けられている分析結果と、前記記録手段に保持されている第二稼働量と、当該第二稼働量に関連付けられている第二補正量と、当該第二稼働量に関連付けられている分析結果と、に基づき前記予測式を修正することを特徴とする請求項１４ないし１７のいずれか一項に記載の画像形成システム。
19. 前記予測式は、前記稼働量を変数とする一次関数であることを特徴とする請求項１８に記載の画像形成システム。
20. 前記一次関数は、前記稼働量に乗算される第一係数と、前記第一係数と前記稼働量との積に対して加算される第二係数とを有することを特徴とする請求項１９に記載の画像形成システム。
21. 前記一次関数は、前記積と前記第二係数との和に乗算される既知の第三係数をさらに有することを特徴とする請求項２０に記載の画像形成システム。
22. 前記修正手段は、前記記録手段に保持されている第一稼働量と、当該第一稼働量に関連付けられている第一補正量と、当該第一稼働量に関連付けられている分析結果と、前記記録手段に保持されている第二稼働量と、当該第二稼働量に関連付けられている第二補正量と、当該第二稼働量に関連付けられている分析結果とに基づき前記第一係数と前記第二係数とを演算することで、前記修正された予測式を求めることを特徴とする請求項２０または２１に記載の画像形成システム。
23. 前記画像形成手段は、シートに形成されたトナー画像を加熱することで前記シートに対して前記トナー画像を定着させる定着手段を有し、
    前記定着手段は、
    加圧ローラと、
    前記加圧ローラに対向して設けられ、前記加圧ローラとともに前記シートを挟持して搬送するフィルム部材と、
    前記フィルム部材を所定の目標温度に加熱するヒータと、
    前記ヒータの温度を測定する測定手段と、
    を有し、
    前記制御手段は、前記測定手段により測定された温度が前記目標温度に近づくように制御し、
    前記制御パラメータは前記目標温度であることを特徴とする請求項１４ないし２２のいずれか一項に記載の画像形成システム。
24. 前記フィルム部材は、前記稼働量の増加につれて摩耗する部材であり、
    前記定着手段は、前記フィルム部材が摩耗するにつれて、前記フィルム部材の表面温度と前記ヒータの温度とが乖離する特性を有しており、
    前記補正量は、前記フィルム部材の表面温度と前記ヒータの温度との乖離を補正する補正量であることを特徴とする請求項２３に記載の画像形成システム。
25. 前記テスト画像の読み取り結果は、前記シートにおいて前記テスト画像から所定距離だけ離れた領域の読み取り結果であり、当該所定距離は、円筒形状の前記フィルム部材の周長に等しいことを特徴とする請求項２４に記載の画像形成システム。
26. 前記画像形成手段は、
    感光体と、
    前記感光体に形成された静電潜像をトナーにより現像してトナー画像を形成する現像手段と、
    前記トナー画像を前記感光体からシートに転写する転写手段と、
    前記転写手段に転写バイアスを印加する印加手段と、を有し、
    前記制御パラメータは前記転写バイアスであることを特徴とする請求項１３に記載の画像形成システム。
27. 前記シートの読み取り結果は、前記シートにおいてトナー画像が転写されていない非画像領域の読取結果であることを特徴とする請求項２６に記載の画像形成システム。
28. 前記画像形成システムは、プリンタと、前記プリンタに接続された外部装置とを有し、
    前記記録手段は、前記外部装置に設けられていることを特徴とする請求項１８に記載の画像形成システム。
29. 前記第一係数と前記稼働量との積に対して前記第二係数とを加算することで得られる和に基づき前記画像形成手段において画像形成に関与する部材の残り寿命を示すパラメータを演算する寿命演算手段と、
    前記残り寿命を示すパラメータを表示する表示手段と、をさらに有することを特徴とする請求項２０に記載の画像形成システム。

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